FR3075700A1 - IMPROVED TRACTION CHAIN OF MOTOR VEHICLE COMPRISING TWO ELECTRIC ROTATING MACHINES - Google Patents
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Abstract
L'invention porte principalement sur une chaîne de traction (10) pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte: - une première machine électrique tournante (11), - une deuxième machine électrique tournante (12), - la première machine électrique tournante (11) étant en permanence accouplée avec des roues (13) d'un train (14) du véhicule automobile, - la deuxième machine électrique tournante (12) étant accouplée aux roues (13) dudit train (14) par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement (16) ayant au moins un premier rapport de vitesse (R1), un deuxième rapport de vitesse (R2), ainsi qu'une position neutre (N) dans laquelle la deuxième machine électrique tournante (12) est désaccouplée des roues (13) du train (14) du véhicule automobile.The invention relates primarily to a traction chain (10) for a motor vehicle, characterized in that it comprises: - a first rotary electrical machine (11), - a second rotary electrical machine (12), - the first electrical machine rotating wheel (11) being permanently coupled with wheels (13) of a train (14) of the motor vehicle, - the second rotary electric machine (12) being coupled to the wheels (13) of said train (14) via a coupling device (16) having at least a first gear ratio (R1), a second gear ratio (R2), and a neutral position (N) in which the second rotary gear machine (12) is disconnected from the wheels (13) of the train (14) of the motor vehicle.
Description
CHAÎNE DE TRACTION AMÉLIORÉE DE VÉHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT DEUX MACHINES ÉLECTRIQUES TOURNANTESIMPROVED DRIVE TRACK OF MOTOR VEHICLE COMPRISING TWO ROTATING ELECTRIC MACHINES
La présente invention porte sur une chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes.The present invention relates to an improved traction chain for a motor vehicle comprising two rotary electrical machines.
De façon connue en soi, une machine électrique tournante peut être implantée sur le train avant ou sur le train arrière d'un véhicule automobile dans le cadre d'une application électrique ou hybride. Cette machine électrique est apte à fonctionner en mode moteur pour assurer une traction du véhicule seule ou en combinaison avec le moteur thermique dans le cas d'une application hybride. Cette machine est également apte à fonctionner en mode générateur pour fournir de l'énergie à la batterie du véhicule.In a manner known per se, a rotary electric machine can be installed on the front axle or on the rear axle of a motor vehicle in the context of an electric or hybrid application. This electric machine is capable of operating in engine mode to provide traction for the vehicle alone or in combination with the heat engine in the case of a hybrid application. This machine is also able to operate in generator mode to supply energy to the vehicle battery.
La machine électrique est reliée au train par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement. Généralement, le rapport de démultiplication du dispositif d'accouplement est choisi suffisamment grand pour permettre un décollage électrique et un roulage électrique du véhicule automobile. Toutefois, lorsque la vitesse du véhicule dépasse un seuil, il existe un risque que l'entraînement de la machine électrique par les roues du véhicule engendre des pertes électriques ainsi qu'une détérioration de la machine électrique dont la vitesse de rotation maximale est dépassée.The electric machine is connected to the train via a coupling device. Generally, the gear ratio of the coupling device is chosen to be large enough to allow electric takeoff and electric rolling of the motor vehicle. However, when the speed of the vehicle exceeds a threshold, there is a risk that the driving of the electric machine by the wheels of the vehicle may cause electrical losses as well as a deterioration of the electric machine whose maximum speed of rotation is exceeded.
La demanderesse a proposé de résoudre ce problème en utilisant un dispositif d'accouplement à deux rapports de vitesse interposé entre la machine électrique et le train du véhicule. La machine électrique peut ainsi assurer un roulage électrique à basse vitesse lorsque le premier rapport est engagé et un roulage ainsi qu'une récupération d'énergie optimum à haute vitesse lorsque le deuxième rapport de vitesse est engagé.The Applicant has proposed to solve this problem by using a coupling device with two speed ratios interposed between the electric machine and the train of the vehicle. The electric machine can thus provide electric driving at low speed when the first gear is engaged and driving as well as optimum energy recovery at high speed when the second gear is engaged.
Une telle configuration engendre toutefois des chutes de couple du fait de la nécessité de réduire le couple de la machine électrique tournante lors d'un changement de rapport. L'invention vise notamment à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant une chaîne de traction pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte: - une première machine électrique tournante, - une deuxième machine électrique tournante, - la première machine électrique tournante étant en permanence accouplée avec des roues d'un train du véhicule automobile, - la deuxième machine électrique tournante étant accouplée aux roues dudit train par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement ayant au moins un premier rapport de vitesse, un deuxième rapport de vitesse, ainsi qu'une position neutre dans laquelle la deuxième machine électrique tournante est désaccouplée des roues du train du véhicule automobile. L'invention permet ainsi de limiter les chutes de couple lors d'un changement de rapport de vitesse étant donné que la première machine électrique tournante est toujours en prise avec les roues. En outre, les pertes énergétiques sont faibles à haute vitesse, ce qui permet d'augmenter l'autonomie du véhicule. Le fait d'utiliser deux machines électriques permet également d’optimiser les points de fonctionnement de chacun des deux machines pour augmenter le rendement global du systèr maximiser la récupération énergétique au freinage. On réduit en conséquence les émissions de dioxyde de carbone augmente l’autonomie en km d’un véhicule électrique. Par ailleurs, l'invention permet de disposer d'un couple important à basse vitesse procurant un bon agrément de conduite. L'architecture selon l'invention présente également un caractère économique, dans la mesure où elle peut être mise en œuvre avec des applications 48 Volts et ne nécessite le développement que d'un seul actionneur pour assurer le passage d'un rapport de vitesse à l'autre. On note également que l'invention permet de remplir les critères de redondance imposés par les véhicules automobiles autonomes grâce à l'utilisation combinée de deux machines électriques tournantes.Such a configuration, however, generates drops in torque due to the need to reduce the torque of the rotary electrical machine during a gear change. The invention aims in particular to effectively remedy these drawbacks by proposing a traction chain for a motor vehicle, characterized in that it comprises: - a first rotary electric machine, - a second rotary electric machine, - the first rotary electric machine being permanently coupled to the wheels of a train of the motor vehicle, - the second rotary electric machine being coupled to the wheels of said train by means of a coupling device having at least a first gear ratio, a second gear ratio speed, as well as a neutral position in which the second rotary electric machine is uncoupled from the wheels of the train of the motor vehicle. The invention thus makes it possible to limit the falls in torque during a change of speed ratio since the first rotary electric machine is always engaged with the wheels. In addition, energy losses are low at high speed, which increases the range of the vehicle. The fact of using two electric machines also makes it possible to optimize the operating points of each of the two machines to increase the overall efficiency of the system to maximize energy recovery under braking. Carbon dioxide emissions are reduced accordingly, increasing the range in km of an electric vehicle. Furthermore, the invention makes it possible to have a large torque at low speed providing good driving pleasure. The architecture according to the invention also has an economic character, insofar as it can be implemented with 48 Volt applications and requires the development of only one actuator to ensure the change from a speed ratio to the other. It is also noted that the invention makes it possible to fulfill the redundancy criteria imposed by autonomous motor vehicles thanks to the combined use of two rotating electrical machines.
Selon une réalisation, ladite chaîne de traction est configurée de telle façon qu'à basse vitesse du véhicule automobile, le premier rapport de vitesse ou la position neutre est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule.According to one embodiment, said traction chain is configured in such a way that at low speed of the motor vehicle, the first speed ratio or the neutral position is selected according to a torque requirement of the vehicle.
Selon une réalisation, ladite chaîne de traction est configurée de telle façon qu'à haute vitesse du véhicule automobile, le deuxième rapport de vitesse ou la position neutre est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule.According to one embodiment, said traction chain is configured so that at high speed of the motor vehicle, the second speed ratio or the neutral position is selected according to a torque requirement of the vehicle.
Selon une réalisation, un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la première machine électrique tournante et une vitesse des roues est compris entre 5:1 et 20:1, et vaut de préférence 10:1.According to one embodiment, a speed reduction ratio between a speed of the first rotary electric machine and a speed of the wheels is between 5: 1 and 20: 1, and is preferably 10: 1.
Selon une réalisation, le premier rapport de vitesse présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique tournante et une vitesse des roues compris entre 10:1 et 50:1, et valant de préférence 30:1. (aprèrs réflexion c’est mieux adaptée)According to one embodiment, the first speed ratio has a speed reduction ratio between a speed of the second rotary electric machine and a speed of the wheels between 10: 1 and 50: 1, and preferably equal to 30: 1. (after reflection it is better suited)
Selon une réalisation, le deuxième rapport de vitesse présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique tournante et une vitesse des roues compris entre 2:1 et 10:1, et valant de préférence 5:1.According to one embodiment, the second speed ratio has a speed reduction ratio between a speed of the second rotary electric machine and a speed of the wheels between 2: 1 and 10: 1, and preferably equal to 5: 1.
Selon une réalisation, la première machine électrique tournante est une machine à excitation rotorique apte à être désexcitée lorsque la vitesse du véhicule devient supérieure à un seuil.According to one embodiment, the first rotary electrical machine is a rotor excitation machine capable of being de-energized when the speed of the vehicle becomes greater than a threshold.
Selon une réalisation, la deuxième machine électrique tournante est du type synchrone à aimants permanents.According to one embodiment, the second rotary electric machine is of the synchronous permanent magnet type.
Selon une réalisation, la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique sont d'un même type, par exemple du type synchrone à aimants permanents. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant une chaîne de traction telle que précédemment définie.According to one embodiment, the first rotary electric machine and the second electric machine are of the same type, for example of the synchronous type with permanent magnets. The invention also relates to a motor vehicle comprising a traction chain as defined above.
Selon une réalisation, la chaîne de traction est montée sur un train avant dudit véhicule automobile.According to one embodiment, the traction chain is mounted on a front axle of said motor vehicle.
Selon une réalisation, la chaîne de traction est montée sur un train arrière dudit véhicule automobile. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.According to one embodiment, the traction chain is mounted on a rear axle of said motor vehicle. The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures which accompany it. These figures are given only by way of illustration but in no way limit the invention.
La figure 1 est une représentation schématique d'une architecture de traction pour véhicule automobile selon la présente invention;Figure 1 is a schematic representation of a traction architecture for a motor vehicle according to the present invention;
La figure 2 est une représentation schématique des réseaux électriques interfacés mis en œuvre dans la présente invention.FIG. 2 is a schematic representation of the interfaced electrical networks used in the present invention.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d’une figure à l’autre.Identical, similar, or analogous elements retain the same reference from one figure to another.
La figure 1 montre une chaîne de traction 10 pour véhicule automobile comportant une première machine électrique tournante 11 et une deuxième machine électrique tournante 12. Les machines électriques 11,12 sont aptes à fonctionner dans un mode générateur lors d'une phase de freinage récupératif pour recharger une batterie, ainsi que dans un mode moteur pour assurer un roulage électrique ou hybride du véhicule dans le cas où ce dernier comporte également un moteur thermique. Chaque machine électrique 11, 12 est associée à un onduleur qui pourra être fixé à l'arrière de la machine ou être séparé de la machine. Un circuit de refroidissement des machines électriques 11,12 pourra être à base d'eau ou d'huile.FIG. 1 shows a traction chain 10 for a motor vehicle comprising a first rotary electrical machine 11 and a second rotary electrical machine 12. The electrical machines 11, 12 are capable of operating in a generator mode during a regenerative braking phase for recharge a battery, as well as in an engine mode to ensure electric or hybrid running of the vehicle in the case where the latter also includes a heat engine. Each electric machine 11, 12 is associated with an inverter which can be fixed to the rear of the machine or be separated from the machine. A cooling circuit for electric machines 11,12 could be based on water or oil.
La première machine électrique 11 est avantageusement une machine à excitation rotorique (synchrone ou asynchrone). La machine électrique 11 pourra être désexcitée lorsque la vitesse du véhicule devient supérieure à un seuil. La machine électrique 11 est en permanence accouplée avec des roues 13 d'un train 14 du véhicule. Ce train pourra être le train avant ou le train arrière du véhicule automobile. Avantageusement, un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la première machine électrique 11 et une vitesse des roues 13 est compris entre 5:1 et 20:1, et vaut de préférence 10:1. La notation X:1 signifie que lorsque la machine électrique 11 fait X tours, les roues 13 font 1 tour.The first electric machine 11 is advantageously a rotor excitation machine (synchronous or asynchronous). The electric machine 11 may be de-energized when the speed of the vehicle becomes greater than a threshold. The electric machine 11 is permanently coupled with wheels 13 of a train 14 of the vehicle. This train may be the front axle or the rear axle of the motor vehicle. Advantageously, a speed reduction ratio between a speed of the first electric machine 11 and a speed of the wheels 13 is between 5: 1 and 20: 1, and is preferably 10: 1. The notation X: 1 means that when the electric machine 11 makes X turns, the wheels 13 make 1 turn.
La deuxième machine électrique 12 est avantageusement une machine électrique du type synchrone à aimants permanents. La deuxième machine électrique 12 est accouplée aux roues 13 du train 14 par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement 16 ayant au moins deux rapports de vitesse R1, R2 et une position neutre N dans laquelle la deuxième machine électrique 12 est désaccouplée des roues 13 du véhicule automobile.The second electric machine 12 is advantageously an electric machine of the synchronous type with permanent magnets. The second electric machine 12 is coupled to the wheels 13 of the train 14 via a coupling device 16 having at least two speed ratios R1, R2 and a neutral position N in which the second electric machine 12 is uncoupled from the wheels 13 of the motor vehicle.
Le premier rapport de vitesse R1 présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique 12 et une vitesse des roues 13 qui est compris entre 10:1 et 50:1, et vaut de préférence 30:1. Le deuxième rapport de vitesse R2 présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique 12 et une vitesse des roues 13 qui est compris entre 2:1 et 10:1, et vaut de préférence 5:1.The first speed ratio R1 has a speed reduction ratio between a speed of the second electric machine 12 and a speed of the wheels 13 which is between 10: 1 and 50: 1, and is preferably 30: 1. The second speed ratio R2 has a speed reduction ratio between a speed of the second electric machine 12 and a speed of the wheels 13 which is between 2: 1 and 10: 1, and is preferably 5: 1.
La chaîne de traction 10 est configurée de telle façon qu'à basse vitesse du véhicule automobile, c’est-à-dire lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à un premier seuil S1, le premier rapport de vitesse R1 ou la position neutre N est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule. En outre, la chaîne de traction 10 est configurée de telle façon qu'à haute vitesse, c’est-à-dire lorsque la vitesse du véhicule devient égale ou supérieure au seuil S1, le deuxième rapport de vitesse R2 ou la position neutre est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule. Le seuil S1 est par exemple compris entre 40km/h et 100km/h.The traction chain 10 is configured so that at low speed of the motor vehicle, that is to say when the speed of the vehicle is less than a first threshold S1, the first speed ratio R1 or the neutral position N is selected according to a torque requirement of the vehicle. In addition, the traction chain 10 is configured so that at high speed, that is to say when the vehicle speed becomes equal to or greater than the threshold S1, the second speed ratio R2 or the neutral position is selected according to a torque requirement of the vehicle. The threshold S1 is for example between 40km / h and 100km / h.
Dans l'exemple représenté, le dispositif d'accouplement 16 comporte un crabot 19 solidaire en rotation avec un arbre 20 de la deuxième machine électrique 12 tout en étant mobile axialement, suivant les flèches F, pour lier sélectivement en rotation un pignon fou 21, c’est-à-dire libre en rotation lorsqu'il n'est pas craboté, du premier rapport de vitesse R1 ou un pignon fou 22 du deuxième rapport de vitesse R2. La position intermédiaire du crabot 19 dans laquelle ce dernier n'est pas lié au pignon 21, ni au pignon 22, permet de désaccoupler mécaniquement la machine électrique 12 par rapport au roues 13 à haute vitesse et correspond à la position neutre N.In the example shown, the coupling device 16 comprises a dog clutch 19 integral in rotation with a shaft 20 of the second electric machine 12 while being axially movable, according to the arrows F, for selectively rotating a idler gear 21, that is to say free in rotation when it is not clutched, of the first speed ratio R1 or a idler gear 22 of the second speed ratio R2. The intermediate position of the dog clutch 19 in which the latter is not linked to the pinion 21, nor to the pinion 22, makes it possible to mechanically uncouple the electric machine 12 relative to the wheels 13 at high speed and corresponds to the neutral position N.
En l'occurrence, le pignon 21 du premier rapport R1 coopère avec un pignon 23 solidaire en rotation de l'arbre 24 de la première machine électrique 11.In this case, the pinion 21 of the first gear R1 cooperates with a pinion 23 integral in rotation with the shaft 24 of the first electric machine 11.
Le pignon 22 du deuxième rapport R2 coopère avec un pignon 25 solidaire de l'arbre 24 de la première machine électrique 11. Le pignon 22 du deuxième rapport de vitesse R2 est également lié en rotation avec un pignon 26 monté libre en rotation sur l'arbre 20 de la deuxième machine électrique 12. Ce pignon 26 est en prise avec un différentiel 27 monté sur le train portant les roues 13.The pinion 22 of the second ratio R2 cooperates with a pinion 25 integral with the shaft 24 of the first electric machine 11. The pinion 22 of the second speed ratio R2 is also linked in rotation with a pinion 26 mounted to rotate freely on the shaft 20 of the second electric machine 12. This pinion 26 is engaged with a differential 27 mounted on the train carrying the wheels 13.
On décrit ci-après le chemin du couple lors des différentes positions du dispositif d'accouplement 16. Lorsque le crabot 19 est en position neutre N, seule la première machine électrique 11 peut transmettre du couple au roues 13 via le pignon 25 et les pignons 22, 26 montés fous sur l'arbre 20 tout en étant connectés au différentiel 27. Il est à noter que les deux pignons 22, 26 pourraient être remplacés par un pignon unique.The path of the torque is described below during the different positions of the coupling device 16. When the dog clutch 19 is in neutral position N, only the first electric machine 11 can transmit torque to the wheels 13 via the pinion 25 and the pinions 22, 26 mounted idly on the shaft 20 while being connected to the differential 27. It should be noted that the two pinions 22, 26 could be replaced by a single pinion.
Lorsque le premier rapport de vitesse R1 est engagé, le couple de la deuxième machine électrique 12 est transmis via le pignon 21, le pignon 23, les pignons 25, 22, et 26 ainsi que le différentiel 27. La première machine électrique 11 pourra également transmettre du couple aux roues 13 ou non en fonction du besoin.When the first speed ratio R1 is engaged, the torque of the second electric machine 12 is transmitted via the pinion 21, the pinion 23, the pinions 25, 22, and 26 as well as the differential 27. The first electric machine 11 may also transmit torque to the wheels 13 or not depending on the need.
Lorsque le deuxième rapport de vitesse R2 est engagé, le couple de la deuxième machine électrique 12 est transmis via les pignons 22, 26 ainsi que le différentiel 27. La première machine électrique 11 pourra également transmettre du couple aux roues 13 ou non en fonction du besoin.When the second speed ratio R2 is engaged, the torque of the second electric machine 12 is transmitted via the pinions 22, 26 as well as the differential 27. The first electric machine 11 can also transmit torque to the wheels 13 or not depending on the need.
Comme on peut le voir sur la figure 2, les deux machines électriques tournantes 11, 12 sont connectées à un premier réseau électrique 28 sur lequel sont également branchées deux batteries 29, 30 pour une redondance de fonction. Ce réseau électrique 28 présente une tension de fonctionnement inférieure à 60 Volts. Avantageusement, la tension de fonctionnement du réseau électrique est de 48 Volts. D'autres charges électriques 31 pourront également être connectées sur le réseau électrique 28. La même architecture s’applique aussi sur la haute tension.As can be seen in Figure 2, the two rotating electrical machines 11, 12 are connected to a first electrical network 28 to which are also connected two batteries 29, 30 for redundancy of function. This electrical network 28 has an operating voltage of less than 60 volts. Advantageously, the operating voltage of the electrical network is 48 Volts. Other electrical loads 31 may also be connected to the electrical network 28. The same architecture also applies to high voltage.
Chaque machine électrique 11,12 pourra présenter une puissance comprise entre 10kW et 25 kW (ou plus dans le cas de haute tension) et fournir un couple compris entre 20Nm et 2QQNm (ou plus dans le cas de haute tension) notamment en fonction de sa longueur. Le réseau électrique 28 est interfacé avec un deuxième réseau électrique 33 basse tension par l'intermédiaire d'un convertisseur continu/continu 34. Un démarreur 35 optionnel assurant les démarrages à froid d'un éventuel moteur thermique (dans le cas d'une configuration hybride), ainsi que des consommateurs électriques 36 du véhicule de type éclairage, actionneurs de vitres ou de sièges, et contrôle moteur, sont connectés au réseau électrique 33. Ce réseau électrique 33 associé à une batterie 37 présente une tension de fonctionnement inférieure à celle du premier réseau électrique 28. La tension de fonctionnement du réseau électrique 28 est de préférence de l'ordre de 12 Volts t (pour les camions).Each electric machine 11.12 may have a power of between 10 kW and 25 kW (or more in the case of high voltage) and provide a torque of between 20Nm and 2QQNm (or more in the case of high voltage), in particular depending on its length. The electrical network 28 is interfaced with a second low voltage electrical network 33 by means of a DC / DC converter 34. An optional starter 35 ensuring cold starts of a possible thermal engine (in the case of a configuration hybrid), as well as electrical consumers 36 of the lighting type vehicle, window or seat actuators, and engine control, are connected to the electrical network 33. This electrical network 33 associated with a battery 37 has an operating voltage lower than that of the first electrical network 28. The operating voltage of the electrical network 28 is preferably of the order of 12 Volts t (for trucks).
Dans un mode de réalisation particulier, il sera également possible d'intégrer les onduleurs des machines électriques 11,12 ainsi que le convertisseur 34 à l'intérieur d'un même boîtier.In a particular embodiment, it will also be possible to integrate the inverters of the electrical machines 11, 12 as well as the converter 34 inside the same housing.
Suivant une configuration hybride particulière, les deux machines électriques 11, 12 et le dispositif d'accouplement 16 sont implantés sur le train arrière d'un véhicule automobile comportant en outre un moteur thermique assurant la traction du train avant.According to a particular hybrid configuration, the two electric machines 11, 12 and the coupling device 16 are installed on the rear axle of a motor vehicle further comprising a heat engine ensuring the traction of the front axle.
Le véhicule ayant une masse de l'ordre de 1500kg, la première machine électrique 11 à excitation rotorique pourra présenter une puissance de 12kW et un couple maximal de 55N.m, tandis que la deuxième machine électrique 12 de type synchrone à aimants permanents pourra présenter une puissance de 12kW et un couple maximal de 30N.m.The vehicle having a mass of the order of 1500kg, the first electrical machine 11 with rotor excitation may have a power of 12 kW and a maximum torque of 55N.m, while the second electrical machine 12 of the synchronous permanent magnet type may have a power of 12kW and a maximum torque of 30N.m.
Les machines électriques 11, 12 pourront être connectées sur le réseau électrique continu de 48V. Les machines électriques 11,12 pourront partager le même circuit de refroidissement.The electrical machines 11, 12 can be connected to the 48 V DC electrical network. Electric machines 11,12 may share the same cooling circuit.
La chaîne de traction 10 pourra être pilotée suivant la stratégie suivante. Au décollage, l'engagement du premier rapport R1 permet de garantir un couple aux roues 13 supérieur à 1700N.m, ce qui correspond à une accélération supérieure à 2.5m/s2.The traction chain 10 can be controlled according to the following strategy. At takeoff, the engagement of the first gear R1 guarantees a torque at the wheels 13 greater than 1700N.m, which corresponds to an acceleration greater than 2.5m / s2.
Le changement vers le deuxième rapport de vitesse R2 est effectué lorsque la vitesse du véhicule atteint le seuil S1, par exemple de l'ordre de 50km/h.The change to the second speed ratio R2 is made when the vehicle speed reaches the threshold S1, for example of the order of 50 km / h.
Afin d'augmenter l'accélération, les deux machines électriques 11, 12 peuvent fournir du couple simultanément.In order to increase acceleration, the two electric machines 11, 12 can supply torque simultaneously.
Au-delà d'un deuxième seuil de vitesse S2 par exemple de l'ordre de 130km/h, le rapport neutre N est engagé pour minimiser les pertes électriques en désaccouplant la deuxième machine électrique 12 par rapport aux roues 13. La première machine électrique 11 pourra être désexcitée pour limiter les pertes électriques. Compte tenu du faible délai pour exciter le rotor, elle pourra assurer une récupération quasi-immédiate d'énergie électrique au freinage.Beyond a second speed threshold S2 for example of the order of 130 km / h, the neutral gear N is engaged to minimize the electrical losses by uncoupling the second electric machine 12 from the wheels 13. The first electric machine It can be de-energized to limit the electrical losses. Given the short delay to excite the rotor, it can ensure almost immediate recovery of electrical energy when braking.
Lors de décélérations à vitesse très élevée, par exemple de l'ordre de 170km/h, le deuxième rapport R2 est engagé pour la récupération d'énergie.During decelerations at very high speed, for example of the order of 170 km / h, the second report R2 is engaged for energy recovery.
Le crabot 19 pourra par exemple être déplacé par un actionneur piloté par une unité de commande 32 notamment en fonction des seuils de vitesse S1 et S2, tel que montré sur la figure 1.The dog clutch 19 could for example be moved by an actuator controlled by a control unit 32 in particular as a function of the speed thresholds S1 and S2, as shown in FIG. 1.
Suivant une configuration électrique particulière, les deux machines électriques 11, 12 et le dispositif d'accouplement 16 sont implantés sur le train avant ou arrière d'un véhicule automobile de petit gabarit, par exemple de l'ordre de 1000kg.According to a particular electrical configuration, the two electrical machines 11, 12 and the coupling device 16 are installed on the front or rear axle of a motor vehicle of small size, for example of the order of 1000 kg.
La première machine électrique 11 et la deuxième machine électrique 12 sont des machines électriques de type synchrone à aimants permanents présentant une puissance de 12kW et un couple maximal de 30N.m. Les machines électriques 11, 12 pourront être connectées sur un réseau électrique de 48V. Les machines électriques 11, 12 pourront partager le même circuit de refroidissement.The first electric machine 11 and the second electric machine 12 are electric machines of the synchronous type with permanent magnets having a power of 12 kW and a maximum torque of 30N.m. The electrical machines 11, 12 can be connected to a 48 V electrical network. The electric machines 11, 12 can share the same cooling circuit.
La chaîne de traction 10 pourra être pilotée suivant la stratégie suivante. Au décollage, l'engagement du premier rapport R1 permet de garantir un couple aux roues 13 engendrant une accélération supérieure à 3m/s2.The traction chain 10 can be controlled according to the following strategy. At takeoff, the engagement of the first gear R1 guarantees torque to the wheels 13 generating an acceleration greater than 3m / s2.
Le deuxième rapport de vitesse R2 est engagé lorsque la vitesse du véhicule atteint un seuil de 95km/h afin d'optimiser l'accélération ainsi que la récupération d'énergie au freinage.The second speed ratio R2 is engaged when the vehicle speed reaches a threshold of 95 km / h in order to optimize the acceleration as well as the energy recovery under braking.
Lorsque le véhicule atteint une vitesse stabilisée de l'ordre de 100km/h, le rapport de vitesse N est engagé pour minimiser les pertes électriques en désaccouplant la machine électrique 12 par rapport aux roues 13.When the vehicle reaches a stabilized speed of the order of 100 km / h, the gear ratio N is engaged to minimize the electrical losses by uncoupling the electric machine 12 from the wheels 13.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.Of course, the foregoing description has been given by way of example only and does not limit the scope of the invention from which one would not depart by replacing the various elements with any other equivalent.
En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Furthermore, the various features, variants, and / or embodiments of the present invention can be combined with one another in various combinations, insofar as they are not incompatible or mutually exclusive of one another.
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